Il existe en réalité trois grandes typologies de porte-aéronefs :
La différence significative entre les deux premiers réside dans la façon dont est mis en œuvre le décollage de leurs aéronefs.
Les CATOBAR sont dotés d’un système de catapultage. Cette aide au décollage peut avoir deux sources d’énergie : la vapeur ou une propulsion électromagnétique (EMALS, Electromagnetic Aircraft Launch System). Ce système est très récemment entré en service au sein de deux marines : en 2017, les tests ont validé l'utilisation de ce système sur le porte-avions américain USS Gerald R. Ford. En 2021, les images satellite du chantier naval où se construit le porte-avion chinois "Type 003" (CATOBAR, propulsion diésel) montraient qu'il serait aussi équipé du système EMALS. La Chine prévoit l'entrée en service de ce dernier à l'horizon 2023.
En France, le futur porte-avion de la Marine nationale, le "PA-NG", sera également équipé de ce nouveau système, un partenariat venant d'être signé avec les Etats-Unis pour la fourniture de ce dernier, tandis qu'un Rafale Marine doit se réaliser des essais avec ce matériel afin de valider la compatibilité complète des systèmes.
Pour le décollage, les porte-avions STOBAR se passent de la catapulte en utilisant un système de tremplin (ski jump). On parle d'ailleurs dès lors de porte-aéronefs, la définition d'un porte-avion étant un navire disposant de catapultes... Ce dispositif est spécifique aux porte-aérone de conception ou d’inspiration soviétique/russe, les catapultes n'étant pas disponible en URSS dans les années 60 et 70. Ce n'est qu'avec le lancement du Projet 1153 en 1975 que la conception de catapultes est initiée, pour aboutir au porte-avions de la classe Oulianovsk dont la quille sera posée en 1988. Le chantier sera abandonné avec l'éclatement du bloc soviétique, mais les plans du navire auraient été récupérés par la Chine. Seules les marines russe, chinoise et indienne opèrent actuellement des porte-avions STOBAR.
Il est intéressant de noter que l’ensemble des STOBAR sont aujourd'hui à propulsion classique, puisque le concept correspond historiquement à la représentation du porte-avion post-Seconde Guerre mondiale. Le seul point commun que possède le STOBAR avec le CATOBAR est la présence du brin d’arrêt : ce système d’atterrissage permettant à un avion équipé d'une crosse d'appontage d'accrocher un câble, réduisant sa distance de freinage à quelques dizaines de mètres seulement.
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La dernière grande famille des porte-avions, les STOVL, ne possèdent ni catapulte ni brins d'arrêt, à l’image des deux navires de classe Queen Elizabeth de la Royal Navy ou du porte-aéronef italien Cavour. Dès lors, l’atterrissage n’est possible que dans un plan vertical.
Si les options du décollage court par tremplin ou par propulsion verticale sont possibles, les STOVL ne permettent de considérer que l'option de l'atterrissage vertical. Par voies de fait, la capacité de récupérer un aéronef en mer est assimilable à celle d’un porte-hélicoptère dont le pont aurait été renforcé. Les pays souhaitant maintenir une flotte de porte-avions STOVL n'ont aujourd'hui d'autre choix que d'acquérir le F-35B de Lockheed Martin, l'avion n'ayant pas de concurrent sur cette niche très particulière.
D’un point de vue opérationnel, les porte-avions CATOBAR ont plusieurs avantages stratégiques et tactiques sur les STOBAR, et encore davantage sur les STOVL. Ainsi, la présence d’une catapulte permet l’emport d’une charge beaucoup plus importante pour les aéronefs au décollage par rapport aux navires dotés d’un tremplin. Pour un avion de combat, plus la quantité de carburant et d'armes est élevée, plus la distance d'accélération et donc piste de décollage devra être importante. La capacité d'emport des avions décollant des STOBAR est donc très largement réduite, diminuant à la fois leur autonomie et leur capacité opérationnelle.
A titre d'exemple, le Rafale Marine a une capacité d’emport moyenne de 9,5 tonnes depuis le porte-avions Charles de Gaulle (CATOBAR). A l'inverse, un Soukhoï 33 sera limité à 6,5 tonnes depuis le porte-avions Kuznetsov (STOBAR). Les appareils à atterrissage vertical doivent pour leur part préserver jusqu'au tiers de leur réservoir pour garantir un atterrissage en sécurité, leur portée est donc très réduite. Quand un Rafale Marine peut se projeter jusqu’à 1300 kilomètres de son porte-avion, un Harrier ne peut s'éloigner que de 500 kilomètres de son navire. Le F-35B dispose d'une autonomie accrue par rapport au Harrier, à 950 kilomètres, mais cette portée reste très inférieure à celle offerte par les appareils catapultés (Rafale, F/A-18 Super Hornet,...).
Par ailleurs, l'exploitation de catapultes permet d'emporter au sein du groupe aérien embarqué des appareils turbopropulsés. Ce choix de propulsion plus économe en carburant permet d'offrir une grande permanence sur zone, ce qui est par exemple nécessaire pour des avions comme le Hawkeye de guet aérien avancé, mais le rapport poids / puissance d'un tel aéronef lui interdit tout décollage autonome. Les catapultes permettent donc d'accroître également la variété des aéronefs pouvant être mis en œuvre, améliorant encore l'efficacité de tout le groupe aérien et accroissant encore l'écart sur les autres types de porte-avions.
La possession d’un porte-avion CATOBAR offre donc un atout significatif sur la scène internationale à l’État qui l'opère : le groupe aérien ainsi constitué reproduit réellement toute la puissance d'une force aérienne normalement opérée depuis le sol. Cette force de projection garantit donc des avantages tactique et diplomatique très clairs : liberté d'action depuis n'importe quel océan, aucune nécessité d'opérer depuis un aéroport étranger ou de demander des autorisations de survol... Le porte-avion CATOBAR et son important groupe aérien embarqué peut dès lors devenir un levier non négligeable dans les relations internationales.
Avec de tels avantages, il convient de se demander pourquoi cette conception de porte-avions n’est pas systématiquement privilégiée dans les stratégies navales des forces navales. En dehors de la difficile de montée en compétences techniques et opérationnelles, la question budgétaire ne peut pas être éludée. Le coût de développement et de fabrication de l'USS Gerard R. Ford, premier de la série des nouveaux porte-avions géants américains opérationnel depuis 2017, avait atteint le montant record de 12,8 milliards de dollars. A titre de comparaison, le coût du programme et de la construction des deux porte-aéronefs STOVL de 65 000 tonnes de la classe Queen Elizabeth s'est élevé à "seulement" 6,2 milliards d'euros en Grande-Bretagne.
A quoi s'ajoutent ensuite les aéronefs, le Gerard Ford pouvant emporter 50 F-35 de plus que le Queen Elizabeth, soit un nouvel écart de 5 milliards de dollars... Le coût du programme de porte-avions de nouvelle génération français, le PA-NG, est pour l'instant estimé à 4,5 milliards d'euros.
Par conséquent, la plupart des pays partenaires des Etats-Unis ont favorisé le développement d’une conception privilégiant plusieurs porte-aéronefs STOVL ou porte-hélicoptères classiques plutôt qu’un seul porte-avion CATOBAR ou STOBAR.
En 2013, une commission de l’Assemblée nationale faisait remarquer que l’ensemble des coûts liés au Charles de Gaulle correspondent à celui de l’achat d’une dizaine de porte-hélicoptères amphibies de classe Mistral en capacité d’accueillir des aéronefs à décollage et atterrissage verticaux. En Asie, avec la montée en puissance de la Marine chinoise, le Japon a décidé de transformer ses deux nouveaux porte-hélicoptères en deux porte-aéronefs STOVL, pouvant accueillir les futurs F-35B japonais.
Disposer d'une puissance plus faible mais en plus grandes quantités, voilà certainement le choix que de nombreux pays ont fait pour des raisons budgétaires, ou en absence de doctrine d'engagement à longue distance. En cas de retour des guerres de haute intensité, cette décision pourrait cependant s'avérer inadaptée. Les besoins en puissance de feu, en distance franchissable comme en nombre d'aéronefs pouvant être déployés étant des éléments-clé dans toute doctrine d'intervention comme de dissuasion.
